JPS6214925B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6214925B2 JPS6214925B2 JP55055170A JP5517080A JPS6214925B2 JP S6214925 B2 JPS6214925 B2 JP S6214925B2 JP 55055170 A JP55055170 A JP 55055170A JP 5517080 A JP5517080 A JP 5517080A JP S6214925 B2 JPS6214925 B2 JP S6214925B2
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- Japan
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- voltage
- atomic
- varistor
- cobalt
- zinc oxide
- Prior art date
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- Expired
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
本発明は過電圧保護用素子として用いられる酸
化亜鉛を主成分とした電圧非直線抵抗磁器に関す
る。 電子機器、電気機器の過電圧保護を目的とし
て、それぞれ炭化けい素、セレン、けい素、酸化
亜鉛を主成分としたバリスタが幅広く利用されて
いる。このうち、本出願人が先に出願し特開昭49
−92599号公報（特公昭52−40039号公報）で公知
である酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてプラ
セオジムならびにコバルトを元素あるいは化合物
の状態で、それぞれプラセオジムおよびコバルト
に換算して0.1〜1.00原子％（ただしプラセオジ
ムとコバルトの和は0.3原子％以上）添加し、焼
成してなる電圧非直線抵抗磁器は、電流−電圧特
性の非直線性が大きく、漏れ電流が小さく、制限
電圧が低いなどのすぐれた保護特性を有してい
る。この酸化亜鉛バリスタは、素子に所定の電流
を流したときの端子電圧であるバリスタ電圧が周
囲温度に対して負の変化を示す。バリスタ電圧が
温度の上昇によつて著しく減少すると漏れ電流が
大きくなり、従つて熱暴走を起こす可能性が生ず
る欠点があつた。 本発明は酸化亜鉛を主成分としプラセオジムお
よびコバルトを副成分とした電圧非直線抵抗磁器
を、バリスタ電圧の温度による変動が小なるよう
に改良することを目的とする。 この目的は主成分である酸化亜鉛（ZnO）およ
び副成分であるプラセオジム（Pr）、コバルト
（Co）のほかに、ルビジウム（Rb）およびクロム
（Cr）を添加して焼成することによつて達成でき
る。この場合の添加量は、Prは0.1〜５原子％、
Coは0.5〜５原子％、Rbは0.05〜0.5原子％、Cr
は0.05〜0.5原子％とされる。 以下実施例について本発明を詳細に説明する。
ZnO粉末にPr6O11、Co3O4ならびにRb2CO3、
Cr2O3をそれぞれ所定の量添加し、十分混合した
のち、500〜1000℃で数時間仮焼した。次いで、
十分に粉砕し、直径17mmの金型で円板状に成型し
て、1200〜1400℃で空気中、１時間焼成した。こ
うしてでき上つた磁器を厚さ２mmに研摩し、その
両面に電極を焼付けて、その電気的特性を測定し
た。電気的特性としては25℃において素子に１ｍ
Ａの電流を流したときのバリスタ電圧Ｖ1mA、25
℃における非直線係数α、ならびにＶ1mAの25℃
と85℃の間の変化率（△V1／V1）（％）を求め
た。非直線係数αは、バリスタの電流Ｉの電圧Ｖ
に対する変化を次式で近似したときに得られる。 Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）〓 ここにＣは電流密度が１ｍＡ／cm2のときの素子
１mm当りの電圧である。 磁器の配合組成を種々に変えたときの測定結果
を第１表に示す。配合組成は配合された原料中の
各成分金属元素の原子数の総和に対する添加元素
の原子数の比から算出される原子％によつて示さ
れている。
化亜鉛を主成分とした電圧非直線抵抗磁器に関す
る。 電子機器、電気機器の過電圧保護を目的とし
て、それぞれ炭化けい素、セレン、けい素、酸化
亜鉛を主成分としたバリスタが幅広く利用されて
いる。このうち、本出願人が先に出願し特開昭49
−92599号公報（特公昭52−40039号公報）で公知
である酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてプラ
セオジムならびにコバルトを元素あるいは化合物
の状態で、それぞれプラセオジムおよびコバルト
に換算して0.1〜1.00原子％（ただしプラセオジ
ムとコバルトの和は0.3原子％以上）添加し、焼
成してなる電圧非直線抵抗磁器は、電流−電圧特
性の非直線性が大きく、漏れ電流が小さく、制限
電圧が低いなどのすぐれた保護特性を有してい
る。この酸化亜鉛バリスタは、素子に所定の電流
を流したときの端子電圧であるバリスタ電圧が周
囲温度に対して負の変化を示す。バリスタ電圧が
温度の上昇によつて著しく減少すると漏れ電流が
大きくなり、従つて熱暴走を起こす可能性が生ず
る欠点があつた。 本発明は酸化亜鉛を主成分としプラセオジムお
よびコバルトを副成分とした電圧非直線抵抗磁器
を、バリスタ電圧の温度による変動が小なるよう
に改良することを目的とする。 この目的は主成分である酸化亜鉛（ZnO）およ
び副成分であるプラセオジム（Pr）、コバルト
（Co）のほかに、ルビジウム（Rb）およびクロム
（Cr）を添加して焼成することによつて達成でき
る。この場合の添加量は、Prは0.1〜５原子％、
Coは0.5〜５原子％、Rbは0.05〜0.5原子％、Cr
は0.05〜0.5原子％とされる。 以下実施例について本発明を詳細に説明する。
ZnO粉末にPr6O11、Co3O4ならびにRb2CO3、
Cr2O3をそれぞれ所定の量添加し、十分混合した
のち、500〜1000℃で数時間仮焼した。次いで、
十分に粉砕し、直径17mmの金型で円板状に成型し
て、1200〜1400℃で空気中、１時間焼成した。こ
うしてでき上つた磁器を厚さ２mmに研摩し、その
両面に電極を焼付けて、その電気的特性を測定し
た。電気的特性としては25℃において素子に１ｍ
Ａの電流を流したときのバリスタ電圧Ｖ1mA、25
℃における非直線係数α、ならびにＶ1mAの25℃
と85℃の間の変化率（△V1／V1）（％）を求め
た。非直線係数αは、バリスタの電流Ｉの電圧Ｖ
に対する変化を次式で近似したときに得られる。 Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）〓 ここにＣは電流密度が１ｍＡ／cm2のときの素子
１mm当りの電圧である。 磁器の配合組成を種々に変えたときの測定結果
を第１表に示す。配合組成は配合された原料中の
各成分金属元素の原子数の総和に対する添加元素
の原子数の比から算出される原子％によつて示さ
れている。
【表】
第１表の試料No.1と他の試料との比較から明
らかなように、Rb、Crの添加が電圧非直線性の
向上と△V1／V1の値の低下をもたらす。このよ
うな特性は酸化亜鉛にPr、Co、Rb、Crの共存に
よつてはじめて達成されるもので、これらの成分
を単独で添加すると、その電圧非直線性は極めて
悪く、ほぼオーミツクな特性の磁器しか得られな
い。またPr、CoのほかにRbまたはCrだけを添加
した場合には、高抵抗化したり、あるいは低抵抗
化して非直線性が失われ、バリスタとして実用に
供することができない。 本発明の目的とする周囲温度に対するバリスタ
電圧の変化が少なく、△V1／V1が−３％より零
に近いものを得るには、第１表から明らかなよう
に、PrについてはNo.2およびNo.9の試料が、Co
についてはNo.10およびNo.15の試料が、Rbにつ
いてはNo.16およびNo.21の試料が、Crについて
はNo.22およびNo.27の試料が不適である。従つ
て前述のようにPrは0.1〜５原子％、Coは0.5〜５
原子％、Rbは0.05〜0.5原子％、Crは0.05〜0.5原
子％の範囲内で添加することが必要である。 焼成温度については、1200℃以下では焼結が不
十分で、特性が不安定であり、1400℃以上では均
質な焼結体を得ることが困難であり、非直線性が
低下し、特性の制御など再現性に難点があり、実
用に供することができない。 添加成分は酸化物の形で加えられることが多い
が、焼成過程で酸化物になるものであれば、炭酸
塩、弗化物などを用いることもできる。あるいは
単体元素の形で用いて焼成過程で酸化物にしても
よい。 以上に説明したように、本発明によればZnOを
主成分、Pr、Coを副成分とする磁器にRb、Crを
添加することによりバリスタ電圧の温度変化を少
なくし、周囲温度に対して安定で、かつ非直線特
性も良好な電圧非直線抵抗磁器を得ることがで
き、バリスタとして極めて有効に使用することが
できる。
らかなように、Rb、Crの添加が電圧非直線性の
向上と△V1／V1の値の低下をもたらす。このよ
うな特性は酸化亜鉛にPr、Co、Rb、Crの共存に
よつてはじめて達成されるもので、これらの成分
を単独で添加すると、その電圧非直線性は極めて
悪く、ほぼオーミツクな特性の磁器しか得られな
い。またPr、CoのほかにRbまたはCrだけを添加
した場合には、高抵抗化したり、あるいは低抵抗
化して非直線性が失われ、バリスタとして実用に
供することができない。 本発明の目的とする周囲温度に対するバリスタ
電圧の変化が少なく、△V1／V1が−３％より零
に近いものを得るには、第１表から明らかなよう
に、PrについてはNo.2およびNo.9の試料が、Co
についてはNo.10およびNo.15の試料が、Rbにつ
いてはNo.16およびNo.21の試料が、Crについて
はNo.22およびNo.27の試料が不適である。従つ
て前述のようにPrは0.1〜５原子％、Coは0.5〜５
原子％、Rbは0.05〜0.5原子％、Crは0.05〜0.5原
子％の範囲内で添加することが必要である。 焼成温度については、1200℃以下では焼結が不
十分で、特性が不安定であり、1400℃以上では均
質な焼結体を得ることが困難であり、非直線性が
低下し、特性の制御など再現性に難点があり、実
用に供することができない。 添加成分は酸化物の形で加えられることが多い
が、焼成過程で酸化物になるものであれば、炭酸
塩、弗化物などを用いることもできる。あるいは
単体元素の形で用いて焼成過程で酸化物にしても
よい。 以上に説明したように、本発明によればZnOを
主成分、Pr、Coを副成分とする磁器にRb、Crを
添加することによりバリスタ電圧の温度変化を少
なくし、周囲温度に対して安定で、かつ非直線特
性も良好な電圧非直線抵抗磁器を得ることがで
き、バリスタとして極めて有効に使用することが
できる。
Claims (1)
- １ 酸化亜鉛を主成分としプラセオジム、コバル
ト、ルビジウムおよびクロムを、プラセオジムは
0.1〜５原子％、コバルトは0.5〜５原子％、ルビ
ジウムは0.05〜0.5原子％、クロムは0.05〜0.5原
子％それぞれ添加し焼成してなることを特徴とす
る電圧非直線抵抗磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5517080A JPS56152206A (en) | 1980-04-25 | 1980-04-25 | Voltage nonlinear resistance porcelain |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5517080A JPS56152206A (en) | 1980-04-25 | 1980-04-25 | Voltage nonlinear resistance porcelain |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56152206A JPS56152206A (en) | 1981-11-25 |
| JPS6214925B2 true JPS6214925B2 (ja) | 1987-04-04 |
Family
ID=12991248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5517080A Granted JPS56152206A (en) | 1980-04-25 | 1980-04-25 | Voltage nonlinear resistance porcelain |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56152206A (ja) |
-
1980
- 1980-04-25 JP JP5517080A patent/JPS56152206A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56152206A (en) | 1981-11-25 |
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